Ylijännitesuojalaite, joka tunnetaan myös nimellä ylijännitesuoja tai SPD, on suunniteltu suojaamaan sähkökomponentteja jännitepiikkeiltä, ​​joita voi esiintyä sähköpiirissä.

Aina kun sähköpiirissä tai tietoliikennepiirissä syntyy äkillinen virran tai jännitteen nousu ulkoisen häiriön seurauksena, ylijännitesuojalaite voi johtaa ja shunttia hyvin lyhyessä ajassa, estäen ylijännitea vahingoittamasta muita piirin laitteita. .

Ylijännitesuojalaitteet (SPD) ovat kustannustehokas tapa estää sähkökatkoksia ja parantaa järjestelmän luotettavuutta.

Ne asennetaan tyypillisesti jakopaneeleihin ja niillä on tärkeä rooli elektronisten laitteiden sujuvan ja keskeytymättömän toiminnan varmistamisessa monissa sovelluksissa rajoittamalla transienttiylijännitettä.

SPD toimii ohjaamalla ylimääräistä jännitettä ohimenevistä ylijännitteistä pois suojatusta laitteesta.Se koostuu tyypillisesti metallioksidivaristoreista (MOV) tai kaasupurkausputkista, jotka absorboivat ylijännitteen ja ohjaavat sen takaisin maahan ja suojaavat siten kytkettyjä laitteita.

Virtapiikit voivat johtua useista syistä, kuten salamaniskusta, sähköverkon kytkemisestä, viallisesta johdotuksesta ja suuritehoisten sähkölaitteiden toiminnasta.Ne voivat johtua myös rakennuksen sisällä tapahtuvista tapahtumista, kuten moottoreiden käynnistymisestä tai suurten laitteiden päälle/pois kytkemisestä.

SPD:n asentaminen voi tarjota useita etuja, mukaan lukien:

Herkkien elektronisten laitteiden suojaaminen vaurioilta jännitepiikkeiltä.

Tietojen katoamisen tai korruption estäminen tietokonejärjestelmissä.

Koneiden ja laitteiden käyttöiän pidentäminen suojaamalla niitä sähköhäiriöiltä.

Virtapiikin aiheuttamien sähköpalojen riskin vähentäminen.

Mielenrauha, kun tiedät, että arvokkaat varusteesi ovat turvassa.

SPD:n käyttöikä voi vaihdella riippuen tekijöistä, kuten sen laadusta, sen kohtaamien jännitteiden vakavuudesta ja huoltokäytännöistä.Yleisesti SPD:n käyttöikä vaihtelee 5–10 vuoteen.On kuitenkin suositeltavaa tarkastaa ja testata SPD:t säännöllisesti ja vaihtaa ne tarvittaessa optimaalisen suojan varmistamiseksi.

SPD:n tarve voi vaihdella riippuen tekijöistä, kuten maantieteellinen sijainti, paikalliset määräykset ja liitettyjen elektronisten laitteiden herkkyys.On suositeltavaa kääntyä pätevän sähköasentajan tai sähköinsinöörin puoleen, jotta voit arvioida erityistarpeesi ja määrittää, onko SPD tarpeen sähköjärjestelmällesi.

Muutamia yleisiä ylijännitesuojakomponentteja, joita käytetään SPD:iden valmistuksessa, ovat metallioksidivaristorit (MOV), lumivyörydiodit (ABD – tunnettiin aiemmin nimellä piivyörydiodit tai SAD:t) ja kaasupurkausputket (GDT).MOV:t ovat yleisimmin käytetty tekniikka vaihtovirtapiirien suojaamiseen.MOV:n aaltovirran luokitus liittyy poikkileikkauspinta-alaan ja sen koostumukseen.Yleisesti ottaen mitä suurempi poikkipinta-ala on, sitä suurempi on laitteen aaltovirran arvo.MOV:t ovat yleensä pyöreitä tai suorakaiteen muotoisia, mutta niiden vakiomitat vaihtelevat 7 mm (0,28 tuumaa) 80 mm (3,15 tuumaa) välillä.Näiden ylijännitesuojakomponenttien ylijännitearvot vaihtelevat suuresti ja riippuvat valmistajasta.Kuten tässä lausekkeessa aiemmin on käsitelty, yhdistämällä MOV:t rinnakkaisryhmään, ylijännitevirta-arvo voidaan laskea yksinkertaisesti lisäämällä yksittäisten MOV:ien ylijännitevirtaluokitukset yhteen, jotta saadaan ryhmän ylijännitevirtaluokitus.Tällöin tulee ottaa huomioon toiminnan koordinointi.

On olemassa monia hypoteeseja siitä, mikä komponentti, mikä topologia ja tietyn tekniikan käyttöönotto tuottaa parhaan SPD:n ylijännitevirran ohjaamiseen.Sen sijaan, että esitettäisiin kaikki vaihtoehdot, on parasta, että keskustelu aaltovirtaluokituksesta, nimellispurkausvirran luokittelusta tai aaltovirtaominaisuuksista pyörii suorituskykytestitietojen ympärillä.Riippumatta suunnittelussa käytetyistä komponenteista tai käytetystä tietystä mekaanisesta rakenteesta, on tärkeää, että SPD:llä on sovellukseen sopiva aaltovirtaluokitus tai nimellispurkausvirtaluokitus.

IET Wiring Regulationsin nykyisessä versiossa BS 7671:2018 todetaan, että ellei riskinarviointia suoriteta, on suojattava transienttia ylijännitettä vastaan, jos ylijännitteen aiheuttamat seuraukset voisivat:

Seurauksena vakava loukkaantuminen tai ihmishenkien menetys;tai

Seurauksena julkisten palvelujen keskeytymisestä ja/tai kulttuuriperinnön vahingoittamisesta;tai

Seurauksena kaupallisen tai teollisen toiminnan keskeytymisestä;tai

Vaikuttaa suureen määrään rinnakkain asuvia henkilöitä.

Tämä määräys koskee kaikentyyppisiä tiloja, mukaan lukien kotitalous-, liike- ja teollisuustilat.

Vaikka IET:n johdotussäännökset eivät ole taannehtivia, kun töitä tehdään olemassa olevassa piirissä asennuksessa, joka on suunniteltu ja asennettu IET:n johdotusmääräysten edellisen painoksen mukaisesti, on varmistettava, että muutettu piiri on viimeisimpien vaatimusten mukainen. painos, tästä on hyötyä vain, jos SPD:t asennetaan suojaamaan koko asennus.

Päätös SPD:n ostamisesta on asiakkaan käsissä, mutta hänelle tulee antaa riittävästi tietoa, jotta hän voi tehdä tietoisen päätöksen siitä, haluaako hän jättää SPD:t pois.Päätös tulee tehdä turvallisuusriskitekijöiden perusteella ja SPD:n kustannusarvion perusteella, joka voi maksaa vain muutaman sadan punnan, sähköasennuksen ja siihen liitettyjen laitteiden, kuten tietokoneiden, televisioiden ja tarvittavien laitteiden, kustannuksia vastaan. esimerkiksi savunilmaisimet ja kattilan säätimet.

Ylijännitesuoja voidaan asentaa olemassa olevaan kuluttajayksikköön, jos sopivaa fyysistä tilaa on käytettävissä, tai jos tilaa ei ole riittävästi, se voitaisiin asentaa ulkoiseen koteloon olemassa olevan kuluttajayksikön viereen.

Asia kannattaa myös tarkistaa vakuutusyhtiöstäsi, sillä joissakin vakuutuksissa saattaa olla, että laitteet on suojattava SPD:llä tai ne eivät maksa korvausta vahingon sattuessa.

Ylijännitesuojan (yleisesti tunnettu ukkossuojana) luokitus on arvioitu IEC 61643-31 & EN 50539-11 -jako-ukkossuojateorian mukaan, joka asennetaan väliseinän risteykseen.Tekniset vaatimukset ja toiminnot vaihtelevat.Ensimmäisen vaiheen ukkossuojalaite asennetaan 0-1 vyöhykkeen väliin, korkea virtausvaatimuksen kannalta, standardien IEC 61643-31 & EN 50539-11 vähimmäisvaatimus on Itotal (10/350) 12,5 ka ja toinen ja kolmas. Tasot asennetaan 1-2 ja 2-3 vyöhykkeiden väliin pääasiassa ylijännitteen vaimentamiseksi.

Ylijännitesuojalaitteet (SPD:t) ovat välttämättömiä elektronisten laitteiden suojaamisessa ohimenevän ylijännitteen haitallisilta vaikutuksilta, jotka voivat aiheuttaa vaurioita, järjestelmän seisokkeja ja tietojen menetyksen.

Monissa tapauksissa laitteiden vaihto- tai korjauskustannukset voivat olla merkittäviä, erityisesti kriittisissä sovelluksissa, kuten sairaaloissa, datakeskuksissa ja teollisuuslaitoksissa.

Katkaisijat ja sulakkeet eivät ole suunniteltu käsittelemään näitä korkean energian tapahtumia, joten ylijännitesuojaus on tarpeen.

SPD:t on suunniteltu erityisesti ohjaamaan ohimenevä ylijännite pois laitteesta, suojaamalla sitä vaurioilta ja pidentäen sen käyttöikää.

Yhteenvetona voidaan todeta, että yhtenäiset asiakirjat ovat välttämättömiä nykyaikaisessa teknologisessa ympäristössä.

SPD:n toimintaperiaate

SPD:n perusperiaate on, että ne tarjoavat matalan impedanssin polun maahan ylijännitteelle.Kun esiintyy jännitepiikkejä tai -piikkejä, SPD:t toimivat ohjaamalla ylimääräisen jännitteen ja virran maahan.

Tällä tavalla tulevan jännitteen suuruus laskee turvalliselle tasolle, joka ei vahingoita liitettyä laitetta.

Toimiakseen ylijännitesuojalaitteen tulee sisältää vähintään yksi epälineaarinen komponentti (varistor tai kipinäväli), joka eri olosuhteissa siirtyy korkean ja matalan impedanssin tilan välillä.

Niiden tehtävänä on ohjata purkaus- tai impulssivirtaa ja rajoittaa ylijännitettä alavirran laitteissa.

Ylijännitesuojalaitteet toimivat alla luetelluissa kolmessa tilanteessa.

A. Normaali tila (ylipaineen puuttuminen)

Jos jännitteitä ei ole, SPD ei vaikuta järjestelmään ja toimii avoimena piirinä, se pysyy korkean impedanssin tilassa.

B. Jännitepiikkien aikana

Jännitepiikkien ja ylijännitteiden sattuessa SPD siirtyy johtavuustilaan ja sen impedanssi pienenee.Tällä tavalla se suojaa järjestelmää ohjaamalla impulssivirran maahan.

C. Takaisin normaaliin toimintaan

Kun ylijännite on purettu, SPD siirtyi takaisin normaaliin korkeaimpedanssiseen tilaan.

Ylijännitesuojalaitteet (SPD) ovat sähköverkkojen olennaisia ​​osia.Järjestelmällesi sopivan SPD:n valitseminen voi kuitenkin olla vaikea ongelma.

Suurin jatkuva käyttöjännite (UC)

SPD:n nimellisjännitteen tulee olla yhteensopiva sähköjärjestelmän jännitteen kanssa, jotta järjestelmälle voidaan suojata asianmukaisesti.Pienempi nimellisjännite vahingoittaa laitetta ja korkeampi arvo ei ohjaa transienttia kunnolla.

Vasteaika

Sitä kuvataan SPD-ajan reagoivan transientteihin.Mitä nopeammin SPD reagoi, sitä paremmin SPD suojaa.Yleensä Zener-diodipohjaisilla SPD:illä on nopein vaste.Kaasutäytteisillä tyypeillä on suhteellisen hidas vasteaika ja sulakkeilla ja MOV-tyypeillä hitain vasteaika.

Nimellinen purkausvirta (In)

SPD tulee testata 8/20 μs aaltomuodolla ja tyypillinen arvo asuinalueen miniatyyrikokoiselle SPD:lle on 20 kA.

Suurin impulssipurkausvirta (Iimp)

Laitteen on kyettävä käsittelemään jakeluverkossa odotettavissa oleva suurin aaltovirta, jotta se ei katkea transienttitapahtuman aikana, ja laite tulee testata 10/350 μs aaltomuodolla.

Kiinnitysjännite

Tämä on kynnysjännite ja tämän jännitetason yläpuolella SPD alkaa puristaa kaikki jännitetransientit, jotka se havaitsee voimajohdossa.

Valmistaja ja sertifioinnit

SPD:n valitseminen tunnetulta valmistajalta, jolla on puolueettoman testauslaitoksen, kuten UL tai IEC, sertifiointi, on ratkaisevan tärkeää.Sertifiointi takaa, että tuote on tarkastettu ja että se täyttää kaikki suorituskyky- ja turvallisuusvaatimukset.

Näiden mitoitusohjeiden ymmärtäminen auttaa sinua valitsemaan tarpeisiisi parhaiten sopivan ylijännitesuojalaitteen ja takaamaan tehokkaan ylijännitesuojan.

Ylijännitesuojalaitteet (SPD:t) on suunniteltu antamaan luotettava suoja ohimeneviä ylijännitteitä vastaan, mutta tietyt tekijät voivat johtaa niiden epäonnistumiseen.Seuraavassa on joitain SPD:n epäonnistumisen taustalla olevia syitä:

1.Liian suuret virtapiikit

Yksi SPD-vian ensisijaisista syistä on ylijännite, ylijännite voi johtua salamaniskusta, virtapiikeistä tai muista sähköhäiriöistä.Varmista, että asennat oikeantyyppisen SPD:n oikeiden suunnittelulaskelmien jälkeen sijainnin mukaan.

2. Ikääntymistekijä

Ympäristöolosuhteiden, kuten lämpötilan ja kosteuden, vuoksi SPD:llä on rajoitettu säilyvyysaika ja ne voivat huonontua ajan myötä.Lisäksi toistuvat jännitepiikit voivat vahingoittaa SPD:itä.

3. Konfigurointiongelmat

Väärin määritetty, esimerkiksi kun wye-määritetty SPD on linkitetty kuormaan, joka on kytketty delta-liitännän kautta.Tämä voi altistaa SPD:n suuremmille jännitteille, mikä voi johtaa SPD-virheeseen.

4.Komponenttivika

SPD:t sisältävät useita komponentteja, kuten metallioksidivaristoreja (MOV), jotka voivat epäonnistua valmistusvirheiden tai ympäristötekijöiden vuoksi.

5.Väärä maadoitus

Jotta SPD toimisi kunnolla, maadoitus on välttämätöntä.SPD voi toimia väärin tai siitä voi tulla turvallisuusriski, jos se on väärin maadoitettu.